Garbage Collection
JVM의 힙 영역에서 필요 없게 된 메모리인 Garbage를 JVM의 Garbage Collector가 불필요한 메모리를 알아서 정리해준다. 따라서 개발자가 메모리 관리를 따로 해줄 필요가 없게 해준다.
Minor GC와 Major GC
JVM의 힙 영역은 처음 설계될 때 2가지 전제로 설계되었다.
- 대부분의 객체는 금방 접근 불가능한 상태가 된다.
- 오래된 객체에서 새로운 객체로의 참조는 아주 적게 존재한다.
객체의 생존 기간에 따라 물리적인 힙 영역을 Young, Old 영역으로 나누었다.
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Young 영역 (Young Generation)
- 새롭게 생성된 객체가 할당(Allocation)되는 영역
- 대부분의 객체가 금방 Unreachable 상태가 되기 때문에, 많은 객체가 Young 영역에 생성되었다가 사라진다.
- Young 영역에 대한 가비지 컬렉션을 Minor GC라고 부른다.
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Old 영역(Old Generation)
- Young영역에서 Reachable 상태를 유지하여 살아남은 객체가 복사되는 영역
- Young영역보다 크게 할당되며, 영역의 크기가 큰 만큼 가비지는 적게 발생한다.
- Old영역에 대한 가비지 컬렉션을 Major GC 또는 Full GC라고 부른다.
카드 테이블에는 Old 영역에 있는 객체가 Young 영역의 객체를 참조할 때마다 그에 대한 정보가 표시된다. Young 영역에서 가비지 컬렉션이 실행될 때 모든 Old 영역에 존재하는 객체를 검사하여 참조 되지 않은 Young 영역의 객체를 식별하는 것이 비효율적이기 때문에 Young 영역에서 가비지 컬렉션이 진행될 때 카드 테이블만 조회하여 GC의 대상인지 식별할 수 있도록 하고 있다.
Minor GC와 Major GC의 공통적인 동작 방식
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Stop The World
Stop the world는 가비지 컬렉션을 실행하기 위해 JVM이 애플리케이션의 실행을 멈추는 작업이다. GC를 실행하는 쓰레드를 제외한 모든 쓰레드들의 작업이 중단되고, GC가 완료되면 작업이 재개된다. -
Mark and Sweep
Stop the world를 통해 모든 작업을 중단시키면, GC는 스택의 모든 변수 또는 Reachable 객체를 스캔하면서 각각이 어떤 객체를 참고하고 있는지를 탐색하게 된다. 그리고 사용되고 있는 메모리를 식별하는데 이 과정을 Mark라고 한다. 이후 Mark가 되지 않은 객체들을 메모리에서 제거하는데 이 과정을 Sweep이라고 한다.
Minor GC
Young 영역은 1개의 Eden 영역과 2개의 Survivor 영역으로 나뉜다.
- Eden 영역 : 새로 생성된 객체가 할당되는 영역
- Survivor 영역 : 최소 1번의 GC 이상 살아남은 객체가 존재하는 영역
- 객체가 새롭게 생성되면 Eden 영역에 할당된다.
- Eden 영역이 꽉 차면 Minor GC를 실행한다. 살아남은 객체는 Survivor 영역으로 옮겨진다.
- 1~2번의 과정이 반복되다가 Survivor 영역이 가득 차게 되면 Survivor 영역의 살아남은 객체를 다른 Survivor 영역으로 이동시킨다.(1개의 Survivor 영역은 반드시 빈 상태)
- 이러한 과정을 반복하여 살아남은 객체는 Old 영역으로 이동(Promotion)된다.
Major GC
Major GC는 객체들이 계속 Promotion되어 Old영역의 메모리가 부족해지면 실행된다. Young 영역은 크기가 작기 때문에 Minor GC는 애플리케이션에 크게 영향을 주지 않는다. 하지만 Old 영역은 Young 영역보다 크며 Young 영역을 참조할 수도 있다. 따라서 Major GC는 일반적으로 Minor GC보다 시간이 오래걸린다.
* 이미지 출처 : https://mangkyu.tistory.com/118
